Раздел I. Растяжение и сжатие

Лабораторная работа №1

Растяжение металлического образца

С построением диаграммы

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: получение диаграмм растяжения стальных образцов, изучение механических свойств и получение механических характеристик стали по диаграммам растяжения. Рекомендуется провести испытание двух образцов из разных марок сталей (малоуглеродистой и легированной) и сравнить соответствующие диаграммы.

Испытания проводятся с помощью разрывной машины Р-50 с максимальным усилием 490 кН (50 тс), вызывающей растяжение образца увеличением расстояния между захватами машины. Машина снабжена самописцем - устройством, которое автоматически вычерчивает диаграмму растяжения, представляющую зависимость между нагрузкой и удлинением образца. Стандартный образец для испытания на растяжение в странах Европы принимается цилиндрическим с расчетной длиной L = 10D - длинный образец или L = 5D - короткий образец. В данном случае используется длинный образец, у которого длина цилиндрической части больше расчетной длины и равна L + D. Концы образца изготовлены большего диаметра, чтобы предохранить образец от разрушения в зажимах машины, где возникает сложное напряженное состояние.

Последовательность проведения работы

1. Управление движением траверсы разрывной машины без образца.

1.1. Нажав однократно клавишу «Голубая стрелка вверх»на панели инструментов, с помощью электромотора перемещаем траверсу вверх. Для остановки – нажатькрасную клавишу.

1.2. Нажав однократно клавишу «Голубая стрелка вниз»на панели инструментов, с помощью электромотора перемещаем траверсу вниз. Для остановки – нажатькрасную клавишу.

Работа электромотора сопровождается соответствующим звуком.

1.3. Для автоматической установки траверсы в исходное положение нужно в диалоговом окне «НАСТРОЙКА», которое открывается нажатием кнопки «I», установить галочку.

2. Установка образца.

   1. Открывается окно «НАСТРОЙКА». В этом окне можно менять:

      1. Диаметр образца.

      2. Рабочую длину.

По умолчанию L=0.2 м,d=0.02 м.

1. Скорость проведения испытания, на которую влияют следующие параметры:

   1. Скорость деформирования (0.001- 0.02) – параметр, определяющий скорость изменения изображения на экране.

   2. Количество точек (2 – 20) графика в наиболее узкой, имеющей ненулевую ширину, зоне деформации – определяет четкость прорисовки диаграммы.

   3. Количество точек графика для сохранения в файле результатов и для вывода на печать (10 – 10000).

   4. Файл настройки по умолчанию. Эта опция описана в разделе меню «Помощь».

1. Выбор материала из базы данных.

Нажимается кнопка с изображением образца серого цвета. Подробности в разделе меню «Помощь» - «Управление стендом» - «Выбрать материал образца».

ВНИМАНИЕ! Материалы подразделены на классы и группы. Группа, в которой есть данные о материале отмечена знаком «+».

3. Установка образца в захватах разрывной машины.

Нажимается кнопка с изображением образца красного цвета. При этом в захватах появляется образец серого цвета.

3. Режим испытания на растяжение.

Рекомендуется проводить эксперимент в дваэтапа.

1. Деформирование в пределах упругого участка диаграммы.

Открывается окно «Настройка» (см. п.2.1) и устанавливается:

а) скорость деформирования 0.001 (п.2.1.2);

б) количество точек 20 (п.2.1.3).

Нажимается кнопка «Запустить гидронасос» и курсор сразу же устанавливается в готовность «Остановить гидронасос».

После нажатия этой кнопки деформирование останавливается на упругом участке диаграммы и можно разгрузить образец до исчезновения напряжений, нажав кнопку «Разгрузка» - демонстрируется свойство упругости.

2. Деформирование в упруго-пластической зоне диаграммы.

Открывается окно «Настройка» (см. п. 2.1.) и устанавливается:

а) скорость деформирования 0.005 (п.2.1.2);

б) количество точек 3 (п.2.1.3).

При этом в любой момент можно разгрузить образец и увидеть остаточную деформацию.

Затем нагрузить – диаграмма пойдет по линии разгрузки вверх (гистерезисная петля на экране не показывается). Здесь можно рассказать о явлении «наклепа».

Далее довести до разрушения. Следует отметить, что место разрушения по оси стержня заранее неизвестно.

4. Запись результатов испытания на растяжение.

Снять с диаграммы координаты характерных точек. Для этого нужно подвести указатель мыши на экране к соответствующей точке и записать на бланк (приложение № 1)значение силы и абсолютной деформации, которые фиксируются рядом с диаграммой.

Имеется возможность изменить масштаб изображения диаграммы с целью более детального осмотра определенных участков (например площадки текучести). Для этого нужно установить указатель мыши в пределах диаграммы и нажать левую клавишу. При этом диаграмма растягивается по оси абсцисс и можно более точно определить координаты точек предела пропорциональности и конца площадки текучести.

Если затем нажать правую клавишу, то диаграмма восстанавливается по шагам до исходного вида.

При необходимости можно с помощью подменю «ЭКСПЕРИМЕНТ»вывести на принтер координаты точек диаграммы, построенной самописцем и бланк обработки полученных данных.

5. Обработка результатов испытаний.

Построить диаграмму в осях напряжение - относительная деформация и определить опасные напряжения.